بهینه سازی توان خروجی و ردیابی استوکیومتری اکسیژن در سیستم پیل سوختیPEM با کنترلر مد لغزشی مرتبه 2 با الگوریتم فوق پیچشی

این مقاله یک کنترلر آبشاری برای کنترل سیستم پیل سوختی PEM را ارایه میکند. هدف کنترلی این است که توان خالص خروجی بوسیلهی حفظ نسبت استوکیومتری اکسیژن روی مقدار مطلوب 5/2 ،بهینه شود و توان مصرفی کمپرسور حداقلگردد. سیستم کنترلر به دو بخش حلقهی داخلی و حلقهی بیرونی تقسیم شده است. وظیفه ی حلقهی بیرونی کنترل نسبت استوکیومتری اکسیژن با مدلغزشی مرتبه2 با الگوریتم فوق پیچشی است و ورودی آن، خطای نسبت استوکیومتری اکسیژنمی باشد. (فلوی هوای کمپرسور مرجع) که خروجی حلقه ی بیرونی است، به عنوان مرجع برای حلقه داخلی کنترلر فلوی هوای کمپرسور می باشد؛ حلقه ی داخلی ولتاژ موتور کمپرسورvcm را برای اعمال به پیل سوختی تولید میکند. در این مقاله از پیل سوختی با مدل کاملا غیرخطی مرتبه 6 استفاده شده است که مدلی کاملا دقیق و شدیداغیرخطی می باشد و از ساده کردن مدل و کاهش حالتهای مدل که در تحقیقات پیشین انجام می شد، جلوگیری شده است. از ویژگی های مدل استفاده از سیستمی با شش حالت در دسترس و قابل اندازه گیری توسط سنسورها می باشد که این حالتها از قبیل سرعت زاویه ای موتورcp فشار مانیفولد تغذیه Psm میزان دبی مانیفولد تغذیه msm ، فشار ) اکسیژن O2 P ، ( فشار نیتروژن P N2 و فشار مانیفولد بازگشتی prm است.کنترلر آبشاری مبتنی بر الگوریتم فوق پیچشی پیشنهادی، قابلیت قوام در برابر عدم قطعیت های مدل و اغتشاشات جریان بار را بخوبی دارد. نتایج شبیه سازی نشان میدهدکه کنترلر آبشاری با الگوریتم فوق پیچشی در مقایسه با نوع کلاسیک تک حلقه ای با الگوریتم فوق پیچشی در حضوراغتشاشات جریان و اعمال عدم قطعیت عملکرد گذرای مطلوب تری دارد و در کاهش چترینگ و ردیابی دقیق تر موثرتراست.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی PEM ، مد لغزشی مرتبه دو ، الگوریتم فوق پیچشی ، ساختار آبشاری-استوکیومتری اکسیژن